JPH024515A - Ink jet head - Google Patents
Ink jet headInfo
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- JPH024515A JPH024515A JP15588988A JP15588988A JPH024515A JP H024515 A JPH024515 A JP H024515A JP 15588988 A JP15588988 A JP 15588988A JP 15588988 A JP15588988 A JP 15588988A JP H024515 A JPH024515 A JP H024515A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14282—Structure of print heads with piezoelectric elements of cantilever type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインク滴を飛翔させ記録紙等の媒体上にインク
像を形成するプリンタ等インクジェット記録装置に関し
、さらに詳細にはインクジェットプリンタヘッドに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet recording apparatus such as a printer that forms an ink image on a medium such as a recording paper by flying ink droplets, and more particularly to an inkjet printer head.
複数のノズルを有するノズル形成部材と、ノズルの各々
に対向して配置された振動子からなる圧電変換器と、こ
の圧電変換器とノズル形成部材との間隙及び圧電変換器
の周辺を充たすインクとを備え、印加電圧により圧電変
換器を変位させてインクをノズルから吐出させるオンデ
マンド型インクジェットヘッドは、例えば特公昭60−
8953号公報に開示されており、安定性が高くインク
中に気泡・ゴミ等の異物が混入した場合でもこの影響を
受けずに正常動作が可能であるという利点を有している
。A nozzle forming member having a plurality of nozzles, a piezoelectric transducer including a vibrator disposed opposite to each nozzle, and ink filling a gap between the piezoelectric transducer and the nozzle forming member and a periphery of the piezoelectric transducer. An on-demand inkjet head that displaces a piezoelectric transducer using an applied voltage and ejects ink from a nozzle is known, for example, from Japanese Patent Publication No. 1986-
This method is disclosed in Japanese Patent No. 8953, and has the advantage that it is highly stable and can operate normally even if foreign matter such as air bubbles or dust gets mixed into the ink without being affected by this.
また、ノズル形成部材と振動子との間隙は、インク吐出
特性に大きな影響を与えるため微小な間隙を保つように
構成されている。Further, the gap between the nozzle forming member and the vibrator is configured to maintain a small gap because it has a large effect on the ink ejection characteristics.
しかし、かかる従来技術によるインクジェットヘッドで
は、振動子とノズル形成部材との間隙を微小に保つこと
によって、この間隙に存在するインクの圧力を高め、必
要とするインク滴の吐出速度と吐出量を得ているため、
インク吐出後、次のインク吐出に備えてのノズルメニス
カスの復元に必要なインクの供給が振動子とノズル形成
部材との間隙によって妨げられ、インク戻り時間が長く
かかつてしまう。従って、応答周波数を高めていくとイ
ンクの供給不足が起き易くなり、応答性の低下やそれに
伴う応答周波数によるインク吐出量の変動という問題点
を有していた。However, in the conventional inkjet head, by keeping the gap between the vibrator and the nozzle forming member small, the pressure of the ink existing in this gap is increased to obtain the required ejection speed and amount of ink droplets. Because
After ink is ejected, the supply of ink necessary to restore the nozzle meniscus in preparation for the next ink ejection is hindered by the gap between the vibrator and the nozzle forming member, resulting in a long ink return time. Therefore, as the response frequency is increased, ink supply shortages tend to occur, resulting in a decrease in responsiveness and accompanying fluctuations in the amount of ink ejection due to the response frequency.
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは充分なインク滴の吐出速度・吐出
量を保つことを断念することなく、応答性・吐出安定性
の優れたインクジェットヘッドを提供することにある。The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to create an inkjet with excellent responsiveness and ejection stability without giving up on maintaining a sufficient ink droplet ejection speed and amount. The purpose is to provide the head.
本発明におけるインクジェットヘッドは、複数のノズル
を有するノズル形成部材と、ノズルの各々に対向して配
置された振動子からなる圧電変換器と、この圧電変換器
とノズル形成部材との間隙及び圧電変換器の周辺を充た
すインクとを備え、印加電圧により圧電変換器を変位さ
せてインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッ
ドであって、ノズルのインク入口開口部近傍にはノズル
の中心部へ向かう少なくとも1つの溝部が配設されてい
ることを特徴とする。The inkjet head according to the present invention includes a nozzle forming member having a plurality of nozzles, a piezoelectric transducer including a vibrator arranged opposite to each nozzle, a gap between the piezoelectric transducer and the nozzle forming member, and a piezoelectric transducer. an inkjet head that discharges ink from a nozzle by displacing a piezoelectric transducer by an applied voltage, the inkjet head comprising: ink filling the periphery of the nozzle; It is characterized by being provided with a groove.
本発明の上記構成によれば、ノズルのインク入口開口部
近傍にノズルの中心部へ向かう少なくとも1つの溝部が
配設されているために、インク吐出後、ノズル内側に引
き込まれるインクメニスカスが溝部に及んで、メニスカ
スに作用する毛細管力が強くなり、インクメニスカスの
戻り時間が速くなる。According to the above configuration of the present invention, since at least one groove toward the center of the nozzle is provided near the ink inlet opening of the nozzle, the ink meniscus drawn into the inside of the nozzle after ink is ejected flows into the groove. As a result, the capillary force acting on the meniscus becomes stronger, and the return time of the ink meniscus becomes faster.
以下本発明の詳細を具体例により図面を参照して説明す
る。The details of the present invention will be explained below using specific examples with reference to the drawings.
第1図は本発明におけるインクジェットヘッドを搭載し
たプリンタの斜視図であって、記録媒体1は送りローラ
ー2・3の抑圧によりプラテン4に捲き回され、記録の
進行に従い矢印5の方向に搬送される。ガイド軸6・7
に案内されプラテン4の軸に平行な方向に移動可能なキ
ャリッジ8上には、複数のノズルを有するインクジェッ
トヘッド9が搭載されており、矢印10の方向に移動し
つつ各々のノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に
インク像を形成する。FIG. 1 is a perspective view of a printer equipped with an inkjet head according to the present invention, in which a recording medium 1 is wound around a platen 4 by the pressure of feed rollers 2 and 3, and is conveyed in the direction of an arrow 5 as recording progresses. Ru. Guide shaft 6/7
An inkjet head 9 having a plurality of nozzles is mounted on a carriage 8 that is guided by a carriage 8 and movable in a direction parallel to the axis of the platen 4, and as it moves in the direction of an arrow 10, ink droplets are ejected from each nozzle. The ink is ejected to form an ink image on a recording medium.
第2図は本発明によるノズルの入口開口部の正面図であ
って、ノズル形成部材であるノズルプレート11に列設
された複数のノズル20の入口開口部12の近傍には、
ノズル20の中心部に向かう放射状の溝部13がノズル
列の配列方向及びこれと交差する方向にダイシングによ
り形成される。FIG. 2 is a front view of the inlet opening of the nozzle according to the present invention, and in the vicinity of the inlet opening 12 of a plurality of nozzles 20 arranged in a row on the nozzle plate 11, which is a nozzle forming member,
Radial grooves 13 toward the center of the nozzle 20 are formed by dicing in the arrangement direction of the nozzle rows and in the direction crossing this.
ところで、ノズル形状はインク吐出特性に大きな影響を
与える゛ものであり、ノズル間のインク吐出特性のばら
つきを抑えるためには、ノズルの寸法は極めて良い精度
を要求される。本実施例ではノズル20は、円形薄板の
コアを用いたニッケル電鋳により極めてよい寸法精度で
形成されている。Incidentally, the nozzle shape has a great influence on the ink ejection characteristics, and in order to suppress variations in the ink ejection characteristics between nozzles, the nozzle dimensions require extremely high precision. In this embodiment, the nozzle 20 is formed with extremely high dimensional accuracy by nickel electroforming using a circular thin plate core.
第3図には第2図に示されたノズルプレート11を搭載
したインクジェットヘッドの構造並びにインク滴の吐出
原理を説明するためのヘッド断面図を示す。ノズルプレ
ート11に列設された複数のノズル20と対応する位置
に複数の振動子19の各先端が配置されるように、圧電
変換器18はスペーサ15を介してノズルプレート11
に取付けられている。圧電変換器18は圧電素子17と
金属板16の積層材からなり、選択的に電圧を印加する
と該当する振動子19がノズルプレート11の面に直角
な向きに振動し、ノズルプレート11と振動子19の間
に介在するインク14を押圧してこれをノズル20から
吐出させる。この時、本実施例によるノズルのインク入
口開口部近傍には、ノズルの中心へ向かう放射状の溝部
13がノズル列の配列方向及びこれと交差する方向に配
設されているため、インク吐出後、インクメニスカスが
大きくノズルの内側に引かれてもインクメニスカスには
溝部13における毛細管力の作用が加わり、インクメニ
スカスの戻り時間が短くなる。FIG. 3 is a cross-sectional view of the inkjet head equipped with the nozzle plate 11 shown in FIG. 2 for explaining the structure and principle of ejecting ink droplets. The piezoelectric transducer 18 is connected to the nozzle plate 11 via the spacer 15 so that the tips of the plurality of vibrators 19 are arranged at positions corresponding to the plurality of nozzles 20 arranged in a row on the nozzle plate 11.
installed on. The piezoelectric transducer 18 is made of a laminated material of a piezoelectric element 17 and a metal plate 16, and when a voltage is selectively applied, the corresponding vibrator 19 vibrates in a direction perpendicular to the surface of the nozzle plate 11, causing the nozzle plate 11 and the vibrator to vibrate. The ink 14 interposed between the nozzles 19 and 19 is pressed and ejected from the nozzle 20. At this time, in the vicinity of the ink inlet opening of the nozzle according to this embodiment, radial grooves 13 directed toward the center of the nozzle are arranged in the arrangement direction of the nozzle rows and in a direction crossing this, so that after ink is ejected, Even if the ink meniscus is largely drawn to the inside of the nozzle, the capillary force in the groove 13 acts on the ink meniscus, shortening the return time of the ink meniscus.
第4図は、本発明におけるインクジェットヘッドに用い
られるノズル形状の他の実施例を説明するためのノズル
入口開口部の正面図である。本実施例におけるノズル2
0の入口開口部近傍の溝部13はノズル列の配列方向と
45度の角度で配設されている。従って、同じようにイ
ンク吐出後、インクメニスカスが大きくノズルの内側に
引かれてもインクメニスカスには溝部13における毛細
管力の作用が加わり、インクメニスカスの戻り時間が短
くなるほか、ノズル近傍のインクの流れの中に、溝部1
3に沿うような流れが生じ、隣合ったノズルとの間に流
体結合が減少し各ノズル間の相互影響が軽減できるとい
う効果がある。FIG. 4 is a front view of a nozzle inlet opening for explaining another embodiment of the nozzle shape used in the inkjet head of the present invention. Nozzle 2 in this example
The groove portion 13 near the inlet opening of No. 0 is arranged at an angle of 45 degrees with the arrangement direction of the nozzle rows. Therefore, even if the ink meniscus is largely drawn inside the nozzle after ink is ejected, the capillary force in the groove 13 acts on the ink meniscus, shortening the return time of the ink meniscus, and reducing the amount of ink near the nozzle. Groove 1 in the flow
3 is generated, fluid coupling between adjacent nozzles is reduced, and mutual influence between each nozzle can be reduced.
なお本実施例では振動子に片持ち梁状振動子を用いてい
るが両持ち梁状振動子でも同様な構成が可能である。Although a cantilever-beam vibrator is used as the vibrator in this embodiment, a similar configuration is also possible with a double-beam vibrator.
なお上記実施例では、ノズルはノズル入口開口部面積が
出口開口部面積より広く断面がホーン形状をしているが
、このことは、ノズル形状について何ら制限を加えるも
のではなく、本発明においては、ノズルにどのような形
状を採用してもよいことは発明の主旨上明白である。In the above embodiments, the nozzle has a horn-shaped cross section where the nozzle inlet opening area is wider than the exit opening area, but this does not impose any restrictions on the nozzle shape, and in the present invention, It is clear from the spirit of the invention that any shape may be adopted for the nozzle.
以上述べたように本発明の上記構成によれば、ノズルの
インク入口開口部近傍にノズルの中心部へ向かう少なく
とも一つの溝部が配設されているため、インク吐出後の
ノズルメニスカスの復元に必要なインクの供給路が確保
され、しかもインクメニスカスには溝部13における毛
細管力の作用が加わり、インクメニスカスの戻り時間が
速くなる。従って、応答周波数を高めてもノズルへのイ
ンクの供給が間に合うため、充分なインク滴の吐出速度
・吐出量を損なうことなく応答性を高めることが可能と
なる。こうして、インク滴の吐出速度・吐出量・応答性
・吐出安定性などの緒特性が同時に向上したインクジェ
ットヘッドが実現できる。As described above, according to the above structure of the present invention, at least one groove toward the center of the nozzle is provided near the ink inlet opening of the nozzle, which is necessary for restoring the nozzle meniscus after ink is ejected. In addition, the ink meniscus is acted upon by the capillary force in the groove 13, and the return time of the ink meniscus becomes faster. Therefore, even if the response frequency is increased, ink can still be supplied to the nozzles in time, making it possible to improve the responsiveness without sacrificing sufficient ink droplet ejection speed and ejection amount. In this way, it is possible to realize an inkjet head in which characteristics such as ink droplet ejection speed, ejection amount, response, and ejection stability are simultaneously improved.
また本発明によると、ダイシング等による機械加工で溝
部を形成するだけでインク供給能力を向上させることが
可能なため、製造コストが少なくて済むという効果も有
する。Further, according to the present invention, it is possible to improve the ink supply capacity simply by forming the grooves by machining such as dicing, so that the manufacturing cost can be reduced.
第1図は本発明による一実施例を示すインクジェットヘ
ッドを搭載したプリンタの斜視図。
第2図は本発明によるノズルの入口開口部の正面図。
第3図は第2図に示されたノズルプレートを搭載したイ
ンクジェットヘッドの構造並びにインク滴の吐出原理を
説明するためのヘッド断面図。
第4国歌本発明におけるインクジェットヘッドに用いら
れるノズル形状の他の実施例を説明するためのノズル入
口開口部の正面図。
1・・・記録媒体
9・・・インクジェットヘッド
11・・・ノズルプレート 12・・・入口開口部
13・・・溝部 14・・・インク18
・・・圧電変換器 ′ 20・・・ノズル以上
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士 鈴木喜三部 他1名
第1 図
第2四
77、°ノス”IレアL /−
第4凶FIG. 1 is a perspective view of a printer equipped with an inkjet head showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the inlet opening of a nozzle according to the invention. FIG. 3 is a sectional view of the inkjet head equipped with the nozzle plate shown in FIG. 2 for explaining the structure and principle of ejecting ink droplets. Fourth National Anthem FIG. 4 is a front view of a nozzle inlet opening for explaining another embodiment of the nozzle shape used in the inkjet head of the present invention. 1... Recording medium 9... Inkjet head 11... Nozzle plate 12... Inlet opening 13... Groove portion 14... Ink 18
... Piezoelectric transducer ' 20 ... Nozzle and above Applicant: Seiko Epson Co., Ltd. Representative Patent Attorney Kizobe Suzuki and 1 other person No. 1 Figure 2477, °Nos" I Rare L / - No. 4
Claims (1)
各々に対向して配置された振動子からなる圧電変換器と
、該圧電変換器と前記ノズル形成部材との間隙及び前記
圧電変換器の周辺を充たすインクとを備え、印加電圧に
より前記圧電変換器を変位させてインクを前記ノズルか
ら吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記ノズ
ルのインク入口開口部近傍には前記ノズルの中心部へ向
かう少なくとも1つの溝部が配設されていることを特徴
とするインクジェットヘッド。A piezoelectric transducer comprising a nozzle forming member having a plurality of nozzles, a vibrator disposed facing each of the nozzles, and a gap between the piezoelectric transducer and the nozzle forming member and a periphery of the piezoelectric transducer. an inkjet head that displaces the piezoelectric transducer by an applied voltage to eject the ink from the nozzle, at least one groove extending toward the center of the nozzle near an ink inlet opening of the nozzle; An inkjet head characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15588988A JPH024515A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15588988A JPH024515A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Ink jet head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH024515A true JPH024515A (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=15615719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15588988A Pending JPH024515A (en) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | Ink jet head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH024515A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7303259B2 (en) * | 2003-12-30 | 2007-12-04 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Drop ejection assembly |
US7690769B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-04-06 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer head with ink-flow grooves on the wall of the common ink chamber |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP15588988A patent/JPH024515A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7303259B2 (en) * | 2003-12-30 | 2007-12-04 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Drop ejection assembly |
US7690769B2 (en) | 2004-11-08 | 2010-04-06 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer head with ink-flow grooves on the wall of the common ink chamber |
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